DE1497537A1 - Spiegelteleskop-Objektiv - Google Patents

Description

IN XJT- Ui¹I ΆΧΙ U\tt-lVU a. · XV ·

Tokyo/ Japan

Spiegelteleskop-Objektiv

Die Erfindung· bezieht sich auf ein Spiegelteleskop-Objektiv·

Es ist bekannt, daß bei langbrennweitigen Kameraobjektiven sogenannte i'eleobjektive, die chromatische Aberration verringert tnd die Gesamtlänge verkürzt werden kann, wenn das objektiv mithilfe eines reflektierenden optischen Systems aufgebaut ist· Bei üblichen reflektierenden und brechenden optischen Systemen für Kameraobjektive ist die Sfesamtlänge etwa gleich einem Drittel der Brennweite, und zwar im Palle einer kurzen Brennweite, und der Durchmesser des Hilfsspiegele ist bemerkenswert groß, er liegt zumeist oberhalb 50$ des effektiven Durchmessers_? Deshalb trat bei den üblichen reflektierenden und brechenden optischen Systemen eine Verschlechterung des Bilds durch Beugung auf. , , \

Aufgabe der Erfindung ist es, ein solches Spiegelteleskopobjektiv zu schaffen, dessen Gesamtlänge etwa ein Vie: "bei der Brennweite ist, und bei dem der Durchmesser des Hilfs- - spiegeis auf etwa 40$ des effektiven Durchmessers beschränkt bleibt. Insbesondere soll das Objektiv klein und leicht sein, wobei zahlreiche Linsenfehler bevorzugt korrigiert sind β

■Ρ J - 's ' '

a · ." ■

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Die erfindungsgemäüe Lösung dieser Aufgabe ist in den Ansprüchen geliemizeicnnet und ia der. Zeichnung bebchrieben| es zeigen: ...

Abb. 1 einen Längsschnitt durch ein erstes Aijs-

führungsbeispiel des erf naungs^emäßen Objekt tivs, '· ■ '

Abb. 2 einen Längsschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel d.-s erfinaungsuemäßtin Objektivs, und

Abb. ο den K₀rrekturzu3 ;and des ersten Aubführungsbeispiels.

Das optische System der Erfindung ist - längs des Stra-ilengangs in L ic h'ieinf ausrichtung geser^n - aufgebaut aus einer positiven Einzellinse L-, deren Vordei'iläche B* große Brechkraft besitzt,

einem ersten Linsenspiegel I\L mit konkaver Spiegelfläche R., dessen brechende Vorderfläche R^ einen Krüm iungsradius be-* sitzt, der im Absolutwert kleiner ist, als der Krümmungsradius der Spiegelfläche,

einem bei Iu angeordneten zweiten Linsenspie^eI I^ mit .,, konvexer Spiegelfläche Rgi dessen B brechende Vorderfläche Rc einen Kr,mnungsradius besitzt, der im Absolutwert kleiner ist als der Krümmungsradius der Spiegelfläche . (wobei der Linsenspiei-el M₂ an άέ Linse L^ angekittet sein^;

kann)# und '

' einer'bei M₁ angeordneten Linsengruppe mit negativer

. Gesamtbrennweite, bestehend aus einer negativen oder positiven Linse L₉ und einer όοsitiven bzw ο negativen Linse ^ά 909528/0670

BAD K C

L_VJ die entweder im Luitabstand voneinander 'angeordnet Q<ie.· iaiteinander verkittet sind»

Ιίχ-υ -αen erXxiiduno's^eiaäßen Objektiv kai η aie chromatische Aberration trotz dee UmI¹^Has bester auskorrigie t v/erden,-aaß i-iemn oberiläciienverspiegelter Spiegel be nut at wird, '^s ist eine Mgenechaft dieses Objektivs, aal die Lage des Bilapuiiicüs auf der ÄciiH ,= auf 2/10 000 der Brennweite" ianoiuialb aer ent sprechende η Wellenlängen vor der A^! -Linie

"bis zur £—Linie konstant ;;eli alt en werden kanne λ

■ "- - i ■

3 Ptir die krtuniaungsradien E^» Rg ä.er Vorder- bzw. Einte:.*- \

1*1 cue von L- gilt die g folgende Bedingung: ■

5R₁ < Ih₂I (D

Diese Beziehung ähnelt v;ei^rjjehertd der Beahjj.ng für bevor- ! zugte Kori/eictur der spliäriscüen Aberration una dei· Sinusbedingung der Linse L- als positive Einzellinse, aber nach der Brfindung werden, sowohl die sphärisolie Aberration als auch die Sinusbedin^r. n3 des folgenden optischen' Öysceias vorzugsv/eise auskor:.-igiert, deshalb kann diese Beziehung direkt als die Bedingung für L^ angewandt werden·

Es- is« notviendig» die Krümmungsradien IU und L der brechenden bzw· sx:ie -elndeii Fläche von M^ entsprechend folgender Beziehung zu wählenί

4 rj\

1*55 < xp- < 1.75 '

909628/0870'

Wird dieses Verhältnis.kleiner als 1,55 oder größer als 1>75» so wird die Größe der sphärischen Aberration und der Sinusbedingung höher, gleichzeitig ist der Ausgleich gestört, das vom Linsenspiegel I*L· gelieferte Bild wird schlecht und es ist unmöglich, eine ausreichende Bildvergrößerung mit dem Linsenspiegel M₂ durchzuführen. Diese Bedingung ist eine notwendige Bedingung dafür» daß das vom Linsenspiegel Ml erzeugte Bild ausreichende Qualität besitzt, eine höhere Hachvergrößerung durch den Linsenspiegel M₂ erhalten werden kann und das gesamte Optische System kompakt ausgeführt werden kann.

für die Krümmungsradien R₅ und Rg der brechenden bzw.. spiegelnden Fläche des Linsenspiegels M₂ gelten die folgenden Beziehungen:

^R6

1,3 ^< 'S£ * 2,0 (3)

0,2 f ^- Jr₆J <l 0,7 f (4)

Diese Beziehungen sind die Bedingungen zur Bilderzeugung, im Wege einer Vergrößerung, und zwar unter Beibehaltung, der von M₁ gelieferten guten Bildqualität.Ist die Bedingung (3) nicht erfüllt, so werden in erster Linie die Korrektur <° der sphärischen Sberration und die Sinusbedingurig nachteilig O₀ beeinflußt , und es ist unmöglich, ein gutes Endbild mit

dem System zu erhalten. Die Bedingung (4).bestimmt den V'ergrößerungsfaktor von. "M₀. Ist der Betrag von R,- kleiner σ> . & D-

_o ' als 0,2 f, so wird der Vergrößerungsfaktor zu gioß und ea tritt Bildverschlechterung auf. Ist er größer als 0,7 f, so. wir d der Durchmesser von M2 zu groß und gleichzeitig

BAD ORiGfNAL

wird die. dem zweiten. Linsenspiegel· M₂ nachgesc altete Idnseagruppe I₉ und I auferleg-ce Belastung zu groß; wodurch gleichfalls Bildverschlechterung entstehte Die Linsengruvpe L₂, L^ hat negative G-esamtbrennweite und korrigiert in der Hauptsache die Bildfeldkrümmung in negativer !Richtung, wie diese durch Ii.j und M₂ erzeugt worden ist, durch eine gegenläufige BiIdfeldkrüramung in positiver Eichtung derart, daß die EndMldqualität ausgezeichnet bleibte

2>rei durchgerechnte Ausführungsbeispiele haben die in den Ansprüchen 2 bis 4 angegebenen Werte. Hierbei sind das Ausführungsbeispiel 1 (Abb. 1, A&sprueh 2), nnd das Ausführungsbeispiel 2 (Abb. 2, Anspruch 3) auf der Basis der d-I^nie auskorrigiert worden. Beim Ausführungsbeis^iel 3 (Anspruch 4) ist die A*-Linie zur Basiu gemacht worden und die Berechnungen sind im Hinblick auf dia d-Iinie und c'linie durchgeführt worden, und zwar im Hinblick auf ein Teleskopobjektiv zur Verwendung bei Infrarotstrahlen«

Der Korrekturzustand des ersten Ausführungsbeispiels ist in Abb*. 3 wiedergegeben und die .Seidel'-Koefi'izientän dieses Ausführungsbeispiels s^nd unter Zugrundelegung von f = 1,0 die folgendent ^

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	+0	I	II	0,4291834	+.0.	- b - III-IV	,3507740	+0	IV	14 975 V	,'3750844
1	+0	,7087518	-C$07202	,4859114	+2,	,0232242	,8449718	+1	»5121080	-0055498	),9419778
2	-1	,2471600	-C	,2561916	,2342032	1,5884392	-1	,1170516	-2-,	,0139370
3	+9	1,5206954	>, 5254666	,5912580	-20,8209642	7938858	+9	1,5106476	+ 1C	4347402
4	+0	,9601700	+10,9515292	,4168786	+24,2780814	1503446	+2	,4ό25:-·74	-11	1795990
VJl	-1	,6953272	-1	,1744948	+6,	4860974	-2	,0752214	-4,	0029354
6.	-3:	,0341119	-1	,0770544	-9,	3585140	-0	,8323820	+6,	3163990
7	+5,	,6380482	+2	,1748962	-11	6175332	+6,	,7947118	+1,	7662888
8	-O1	,9920192	+4	,3765662	+9,	0206054	-1,	,9870466	-6,	,9485950
9	+O1	,4050486	-5	,0993024	-0,		-3i	,7787588	+0,	,1780000
10	-Oi	,0034062	+0		+3,		,1806116	-71	1431942
11	+0,	,0114168	+0	-5,	+2,	,9700210	+30	,■228.6986
12	+0,	,1083476	+0	+2,	+0,	,6307348	-9,
	1058612	-0	+1,	,7176870	-56
		-0;

Durch die Erfindung it es, v/ie vorstehend beschrieben, möglich, die Ges-mtlänge bemerkenswert zu kürzen, und zwar durch Verwendung einsr Spiageloptik für ein ■ langbrennweitiges teleskop- oder Kameraobjektiv» Wird ein oberfläehenverspiegelter Spiegel als Reflexionsspiegel benutzt, so wird hierdurch zwar übarhaupt keine chromatische Aberration eingeführt, aber es ist dann schwierig, die Korrektur der Sinusbedingung durchzuführen.. Wird andererseits ein an der Rückeite reflektierender Spiegel verwendet, so wird die sphärische Aberration durch den Spiegel selbst ausgezeichnet korrigiert, gleichzeitig können die jeweiligen Aberrationen als Ganzes ausgezeichnet auskorrigiert werden und es ist möglich, das ganze linsensystem in kompakte Form., zu bringenj andererseits'

'■ ■ ■ . ■

aber wird eine schlechte chromatisch e Aberration durch den

• Reflexionsspiegel eingeführt und sollen Infrarotaufnahmen bei .

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BAD ORIGINAL Ij I'!* K

Verwendung, aes bystems als langbrennweitiges Kameraobjektiv ..•Qmac-liv. werden, , wo also eine korrektur der chromatischen. Aberration bis zur A¹-Linie erforderlich is"e, so ist; das bysten überliaupu nicht vorteilhaft im Vergleich zu einem i.ri"u obi.r£l "c he liver a J)Ie^e It em Spie^dl versehenem System. aJurch aie i'Jriinaung ist jedoch dieses Problem v/eit^ehend gelöst, i-iit. aixueren Worten, es ist durch die Erfindung möglieh, aie cliromatische Aberration einas a,uf aer Achse _t:elegenen Bildpunkts im vfelleiilän^enbereich zwiscnen der 'gf-Linie una der auf 2/10 000 der brennweite zu be se tränke η β Gleich-

zeitig ist die i*e_s-qäfclLuig3 des opxiticiien bystems nur etwa ,in Viertel der Brennweite. Hat als ο beispielsweise das optische a3^rsteiii eine Brennweite von 1 m, so ist seine Gesamtlänge auf etwa 25 cia bescuränkt* Dieses System ist daher insbesondere vovueil^aft bei Verwendung als langbrennweitiges Karaeraobjeictiv.

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BAD ORIGINAL

Claims (1)

1. Patentansprüche

   1. Spiegelteleskopobjektiv, dadurch -gekennzeichnet, daß — sein System - längs des Strahlengangs in Lic hteinf aus richtung gesehen - aufgebaut ist aus einer positiven Einzellinse L-, einem ersten Linsenspiejjel H₁ mit konkaver Spiegelfläche ,

   einem bei I- angeordneten zweiten Linsenspiegel M2 mit konvexer Spiegelfläche, und einer bei IyL angeordneten Linsengruppe mit negativer G-esamtbrennweite, bestehend aus einer negativen oder positiven Linse L₂ und einer positiven bzw. negativen Linse L^,
   und daß das System folgenden Bedingungen genügt

   5 R₁ <- |a₂l

   1,35* r < 1,75

   <^ 2,0

   0,2 f < |e₆J <r 0,7 f

   mit R-, Rp = Krümmungsradien der Vorder- bzw. Hinterfläche von L₁,

   R^ , R. - Krümmungsradien der brechenden bzw· spiegeln-

   den Fläche von M₁ , Ec , Eg a Krümmungeradieji der brechenden bzw. spiegelnden

   Fläche von Mg und 9 0 9 8 2 8/0670

   f = Systembrennweite. _t '

   U97537:

   2« Objektiv nach Anopruch 1, gGkunneeiohnet duröh folgende Daten ι

   Brennweite t » ΐϋϋΟ,Ο

   R₃ - -519»000 R₄ » -485»185

   R₅ » -169,430

   R₆ « -253,420

   R₇ w »ί.ΟΟ,ΟΟΟ

   Ii_g » +600,000 H_1n- -521,860

   Dioke «to nd « 1,.i1ö23 vd «59,0

   Abet and Evieohen L₁ unti H₁ «155

   JDioke «' 10 nd * 1,54072 Vd · 47,2 g

   Abet ma «wie hen M₁ uiitl H₂ «147

   Dicke m 3,3 nd · 1 »548T4-.' Yd » 45,9

   Abvtand swieuhen H

   Bioke * 1,7 ίΛ β- 1,516ö Abet »nd svieoiiun L₂

   2,0

   Hieke - 2,4 nd - 1,74071 vd - 27,7

   alt nd iJrochiuigeindex bei der U- vd « Abblsftbl bei der d-Linie und

   H₁ β KrUojaungerauiien iör einselnen Linien- und

   828/06 7 0

   37S37

   3· Objektir nach Anspruch 1, geken zeichnet durch folgende Daten»

   Brennweite f * 1000,0

   R
   ^Jt R,

   1 - +536,350

   -340,544 ) -543,546 )

   R₅ » -181,189 R«₅-+1100,000 R₆ « -290,000

   R» » +300,000 - -32,636

   . +71,537

   Dicke = 12,0 nd. - 1,62041 vd « 60,3^s

   Abstand zvfisohen It₁ und M₁ * 146,0

   Dxck· » 10,5 nd - 1,54072 vd « 47,2

   Abstand zv/ischen M₁ und M₂ ^a 137,0

   Dicke - 3,5 nd * 1,58913 Td » 61,2

   Dicke = 3,0 nd » 1,59270 Yd » 35,8

   Abstand zwischen M₂ und L₂ * 121,5

   Dicke « 6,0 nd » 1,67270 vd = 32,2

   Dick· - 2,0 nd » 1,72000 vd - 50,3

   nd ■ Brechungsindex bei der d-Llnie vd - Abbizahl bei der d-Linie und R₁ ■ Krümmungsradiwi der dnselnen Linsen- und Spiegelfläoh·.

   909828/067 0

   BAD

   1^97537

   4. ObJektiY nach Anapruoh 1, gekennzeichnet durch folgende

   Brennweite f « 3000,0

   +3740,000 ;

   ^J1 E,

   Dicke « 50,0 nA» » 1,58028no «1,58495

   nd - 1,58921

   Abstand zwischen L₁ und M₁ « 574,0

   978,000 1532,000

   -480,000 ) -803,125 )

   Dicke ■ 30,0 nA¹ «1,51522 nc « 1,51823

   nd « 1,52088

   Abstand wischen M₁ und M₂ « 550

   Dicke - 10 nA¹ = 1,61368 nc « 1,61728

   nd « 1,62041

   Abstand zwischen L₂ und L, « 5

   m + 280,000 ).

   ) Diok· « 5 nA¹ «1,70278 no » 1,71032 |

   R₁₀« +1162,300 ) _nd . _1f71756

   mit «A* « Brechungsindex bei der A«*—Linie no « Brechungsindex bei der G-Linie nd « Breohungeindex bei der d-Linie und R₁ « Krüm lungsradien der eineelnen Linsen- und Spiegelfläche

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   BAD ORIGINAL· ^r

   L e e r s e i t e